Máy bay không người lái (UAV) đơn giản hóa việc khảo sát địa vật lý

Máy bay không người lái (UAV) từ lâu được phát triển và ứng dụng trong quân đội, nhưng giờ đây UAV được mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác, đặc biệt là trong khảo sát địa chất và các mục tiêu địa vật lý. UAV không chỉ giúp khảo sát bề mặt và lòng đất của Trái Đất một cách nhanh chóng, dễ dàng và tiết kiệm chi phí mà còn an toàn và hiệu quả hơn so với phương pháp truyền thống.

Với sự tiến bộ trong công nghệ pin, máy bay không người lái (UAV) hiện có thể bay xa hơn và lâu hơn, đồng thời có thể gắn các cảm biến từ trường, camera ánh sáng nhìn thấy được đến cảm biến gamma, hồng ngoại hoặc LiDAR, sẽ tạo nên một giải pháp vượt trội trong việc lập bản đồ dưới bề mặt, mang lại những dữ liệu chính xác và chi tiết.

Để hỗ trợ việc sử dụng UAV trong khảo sát địa vật lý, phần mềm Oasis montaj đã phát triển một công cụ mở rộng gọi là UAV Geophysics, giúp người dùng lập kế hoạch, xử lý và phân tích dữ liệu thu thập từ các cuộc khảo sát từ tính. Phần mềm này cung cấp một quy trình làm việc hoàn chỉnh, từ thiết kế khảo sát đến xử lý và phân tích dữ liệu, giúp đưa ra những quyết định chính xác và hiệu quả hơn.

Thông thường, cần ít thời gian hơn để thực hiện khảo sát từ trường bằng máy bay không người lái so với khảo sát mặt đất tương đương. Ở địa hình gồ ghề, nguy cơ thương tích cho nhân viên thực địa cũng giảm rõ rệt. UAV cũng di chuyển qua khu vực quan tâm với cảm biến ở độ cao nhất quán so với mặt đất theo các đường thẳng đáng kinh ngạc, không giống như con người.

Phiên bản mới nhất của Oasis montaj, 9.7, hiện cung cấp nhiều khả năng hơn khi làm việc với máy bay không người lái, tối ưu hóa và đơn giản hóa quy trình làm việc mở rộng UAV Geophysics cho loại khảo sát này và cung cấp các giải pháp cho các vấn đề phổ biến. Phiên bản mới nhất  hỗ trợ nhập các khảo sát máy bay không người lái đã thiết kế và thu thập trước đó và xuất các khảo sát ở định dạng tệp KML thường dùng. 

Xử lý và trực quan hóa dữ liệu khảo sát từ trường UAV   

Tiện ích mở rộng UAV Geophysics cho phép người dùng chia nhỏ khu vực khảo sát thành các đợt bay liền kề dựa trên thời gian cụ thể của máy bay không người lái. Điều này giúp xác định chi phí khảo sát đáng tin cậy hơn nhiều. Các đường khảo sát đã lập kế hoạch sau đó có thể được xuất sang nhiều định dạng chuẩn như KML để tải trực tiếp lên máy bay không người lái.  

Tốc độ lấy mẫu cao của cảm biến địa vật lý UAV tạo ra khối lượng lớn dữ liệu có độ phân giải cao. 

Bản đồ miệng núi lửa Crestone  

Một ví dụ điển hình về việc sử dụng UAV trong khảo sát địa vật lý là dự án khảo sát miệng núi lửa Crestone tại Công viên Quốc gia Great Sand Dunes, Colorado. Nhóm của Bell đã thực hiện khảo sát từ tính bằng UAV trên khu vực rộng 500m x 500m vào năm 2017 và 2018. Dữ liệu thu được đã được xử lý và trực quan hóa trong Oasis montaj, giúp đưa ra những kết luận quan trọng về phản ứng từ tính của miệng hố và yêu cầu mở rộng khu vực khảo sát cuộc khảo sát thứ hai này đã được hoàn thành vào năm 2018 và được tiến hành trên một dặm vuông và trong 1,5 ngày. Khối lượng dữ liệu bao gồm 25 lân bay được bằng cách sử dụng bốn (4) địa điểm hoạt động bay (xem Hình 1).   

Hình số 1: Đường bay của mỗi phi vụ (theo mã màu) trong cuộc khảo sát từ trường bằng máy bay không người lái năm 2018 trên miệng núi lửa Crestone. 

Dữ liệu được xử lý và trực quan hóa trong Oasis montaj và các đường viền màu của cường độ từ tổng thể (TMI) được chồng lên hình ảnh cơ sở Google Earth dạng xem mặt bằng 2D cho khu vực dự án (xem Hình 2). Sau đó, hình ảnh đường đồng mức màu TMI được xuất dưới dạng tệp KML để nhập vào Google Earth (xem Hình 3).

Vào năm 2019, nhóm đã quay lại khảo sát và mở rộng phạm vi lên 2,7 dặm vuông, đạt được kết quả hiệu quả hơn với các công cụ và lần này được trang bị các công cụ phần mềm mới nhất của Oasis montaj (xem Hình 4).

Hình 2- Đường viền màu cường độ từ tính tổng thể chồng lên hình ảnh Google Earth dạng xem mặt bằng 2D

Hình 3- Đường viền màu TMI của khảo sát từ trường bằng máy bay không người lái được hiển thị trên Google Earth

Hình 4- Đồng mức màu TMI từ khảo sát từ tính bằng máy bay không người lái năm 2019.